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化学级工业硅

1、 概述

指经过化学方法处理后用于制取有机硅等所用的有机硅，工业级的硅纯度（Si%为98.5%）化学级的硅纯度（Si%为99.85%）电子级的硅纯度

主要包括：

沉淀法白碳黑：亲水性沉淀法白碳黑、疏水性沉淀法白碳黑

气相法白碳黑：亲水性气相法白碳黑、疏水性气相法白碳黑

消光粉：油漆涂料、塑料防粘连剂、补强剂、食品添加剂、喷墨介质吸附剂

硅胶：细孔球型硅胶、细孔块状、粗孔硅胶、粗孔球型硅胶、粗孔微球硅胶、粗孔块状硅胶、变色硅胶、薄层层析硅胶、变压吸附硅胶、蓝色硅胶、C型硅胶、B型硅胶、柱层层析硅胶、硅胶干燥剂、猫砂、硅胶密封条、硅溶胶、硅胶干燥片、液相色谱固定相硅胶

化学用硅是指经过化学方法处理后用于制取有机硅等所用的有机硅。我国生产的工业硅，原来主要是冶金用硅，化学用硅的生产主要是从90年代中期以来有所发展，近年来，我国化学用硅的产量和出口量增长较快。1999年-2001年我国对日本出口的化学用硅已分别达到2.2万吨、3万吨、4万吨，2001年我国对日本出口的化学用硅已占日本化学用硅进口量的40%以上。

从世界范围来看，现在冶金用硅的消费量多于化学用硅的消费量，但随着科学技术的不断发展，化学用硅用于有机硅和半导体生产等领域不断拓宽，广泛用于生产有机硅单体和聚合物硅油，硅橡胶、硅树脂建筑物防腐、防水剂等，它们具有耐高温、电绝缘、耐辐射、防水等独特性能，用于塑料加强剂、硅油、硅橡胶、有机硅中间体、化工催化剂等。用于电气、航空、机械、化工、医药、国防、建筑等部门。作为集成电路核心的电子元器件，95%以上是用半导体硅制成的，半导体是当代信息工业的支柱。化学用硅作为高新技术领域和重要基础产业得到广泛应用，其消费量是趋于稳定增长的。在国际市场正常情况下，每吨化学用硅比冶金用硅售价高300-400美元。

2、化学用硅生产原料

在化学用硅生产上，原料是实现良好作业的先决条件。用石英的岩石作生产化学工业硅的原料，低灰分的含碳材料作还原剂。电炉法生产化学用硅的原料主要有硅石和碳素原料。碳素原料又以石油焦为主，有优质的无烟煤或木炭，也可以掺用一部分，以增加炉料比电阻。对原料要求具有必要的纯度，有良好的反应能力，以便达到产品的规格；还原剂具有不同的反应能力，以便能与石英石发生充分反应；炉料具有不同的成分，并且既有不同的粒度，以便通过适当的配合，使炉料电炉发生良好的影响。

、氧化硅矿物

冶炼工业硅的过程是无渣过程，化学硅冶炼对硅石的选用较严格，不仅杂质

含量要少，还要求有高的机械强度、足够的热稳定性，适宜的粒度组成。化学用硅熔炼最好采用硅石

天然形态的氧化硅或者是以独立的石英矿物存在，或者是以几乎全是由氧化硅积成的岩石—硅石，或硅石形态的砂岩存在。生产化学用硅的含有氧化硅矿物中的杂质和粘着物，在熔炼过程中有的完全被还原，有的部分被还原，有的以化合物形态进入产品硅中或生成熔渣。这样不仅增大能量消耗，降低产品质量，还给熔炼过程造成困难。因此，对化学用硅冶炼所用的含氧化硅矿物的化学组成要

求严格。要求SiO2大于99%，Fe2O3小于0.15%，Al2O3不大于0.2%，CaO不大于0.1%，杂质总和不大于0.6%。所用硅石在熔炼前必须进行水洗，表面清洁。.

入炉的硅石要求有一定的粒度。硅石的粒度是冶炼的一个重要工艺因素。硅石适宜粒度受硅石种类、电炉、容量、操作状况以及还原剂的种类和粒度等多种因素影响，要根据具体的冶炼条件来决定。一般情况下，6300KVA三相电炉，要求硅石粒度在8-100mm，3200KVA三相电炉，要求硅石粒度为8-80mm，而且中间粒度组成的比例要大些。粒度过大时，由于不能和捣炉粘料及反应速度相适应，易使未反应的硅石进入液体硅中，造成渣量增多，出炉困难，硅的回收率降低，能耗增大，甚至造成炉底上涨，影响正常生产。粒度过小，虽能增大还原剂的接触表面，有利于还原反应的进行，但反应过程中生产的气体不能顺利排出，又会减慢反应速度。粒度过小时。带入的杂质又会增多，影响产品质量。生产中一般小于5mm的硅石不宜采用。

碳质还原剂

化学硅冶炼所用的主要还原剂有石油焦、烟煤、木炭。为增大炉料的电阻率，增加化学活性，也有搭配气煤焦，硅石焦、蓝炭、半焦、低温焦、木块的。4c6

在碳质还原剂化学成分中，主要应考虑固定碳、灰分、挥发分和水分。一般要求固定碳要高，所需还原剂总量减少，从而灰分带入的杂质少，渣量相应减少，电能消耗降低，化学硅中杂质含量降低。碳质还原剂的电阻率要大，气孔率要高。炉料电阻率主要取决于碳质还原剂。碳质还原剂电阻率大，化学活性好，硅的回收率高。

石油焦是所用于工业硅生产的还原剂中灰分最低的，含灰分0.17-0.6%，固